動車組無人警惕腳踏開關(guān)故障分析

田軍 等

摘 要：本文通過CRH380A的一次真實(shí)故障，對無人警惕腳踏開關(guān)進(jìn)行了認(rèn)真細(xì)致的分析，從而使故障消除，提高了動車組的可靠性。

關(guān)鍵詞：故障分析；事故描述；產(chǎn)品描述

1 事故描述

配屬南寧局CRH380A動車組擔(dān)當(dāng)任務(wù)時，15：05分運(yùn)行到衡陽東至株洲西區(qū)間時，司機(jī)反映警惕報(bào)警失效觸發(fā)緊急制動停車。檢查發(fā)現(xiàn)00車警惕腳踏卡滯造成警惕動作，車輛輸出緊急制動，當(dāng)晚動車組入上海虹橋動車所，現(xiàn)車檢查發(fā)現(xiàn)00車無人警惕腳踏板下彈簧上部斷裂脫落，導(dǎo)致腳踏無法復(fù)位，更換后庫內(nèi)試驗(yàn)良好。

2 產(chǎn)品描述

ZL290B1腳踏開關(guān)是機(jī)車、地鐵司機(jī)用作警惕裝置的產(chǎn)品之一。該腳踏開關(guān)也可用于相應(yīng)工況的電力機(jī)車、工況機(jī)車，電動車組及工業(yè)自動化控制設(shè)備之中。

該腳踏開關(guān)的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、高可靠、長壽命、少維修或免維修。觸頭采用德國沙爾特寶公司先進(jìn)的觸頭模塊，觸頭為速動自凈型、密封結(jié)構(gòu)。

3 故障分析

3.1 筆者拿到了本次事故斷裂彈簧的一部分，隨后委托廣州廣電計(jì)量檢測股份有限公司對該彈簧進(jìn)行了化學(xué)分析。同時，結(jié)合南車四方車輛股份有限公司的分析報(bào)告結(jié)果，我們認(rèn)為該彈簧的材料符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)所要求的材料304H的要求（見附件《廣電計(jì)量材質(zhì)分析報(bào)告》）。

3.2 筆者也從設(shè)計(jì)上對該彈簧的使用壽命進(jìn)行了復(fù)核。彈簧的許用安全系數(shù)S應(yīng)滿足S>[S]，其中[S]=1.3～1.7。

當(dāng)變負(fù)荷作用次數(shù)N取107時，彈簧在脈動循環(huán)下的剪切疲勞強(qiáng)度τ0=τp，最小、最大工作負(fù)荷下的切應(yīng)力為：

那么可以得到彈簧的許用安全系數(shù)S=（τ0+0.75τmin）/τmax=1.8≥[S]，滿足條件。

可見，本彈簧在設(shè)計(jì)上是滿足壽命要求且在使用壽命上有一定余量。

3.3 通過南車四方車輛股份有限公司發(fā)給西安沙爾特寶電氣有限公司的故障腳踏開關(guān)上蓋板圖片和模擬實(shí)驗(yàn)的上蓋板圖片進(jìn)行比較，可以發(fā)現(xiàn)二者均有類似的痕跡。該痕跡只有在彈簧彎曲安裝后與上蓋板摩擦才會形成（圖2）。

3.4 通過放大觀察彈簧表面，筆者發(fā)現(xiàn)其表面存在縱向分布的表面拉痕（如圖3），該拉痕是在彈簧繞制加工的過程中，處理不當(dāng)造成的。該拉痕也會在一定程度上影響彈簧的使用壽命。

3.5 綜上所述，筆者認(rèn)為該彈簧的材料和尺寸參數(shù)均符合設(shè)計(jì)要求，本次故障是由于在使用過程中彈簧安裝不當(dāng)，且彈簧加工過程中表面存在拉痕所導(dǎo)致。

4 后續(xù)跟蹤

4.1 要求彈簧供應(yīng)商改進(jìn)彈簧加工工藝，避免彈簧繞制中對彈簧形成拉痕。同時該公司在彈簧入廠檢查時，將增加彈簧表面檢測的檢查項(xiàng)點(diǎn)。

4.2 對腳踏開關(guān)彈簧正常安裝和彎曲安裝進(jìn)行對比壽命試驗(yàn)，探究彈簧在不同安裝方式?jīng)r下的使用壽命與上蓋板摩擦的痕跡。

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